La₂O₃ 첨가에 따른 BaTiO₃의 미세구조 및 유전특성 = Microstructure and dielectric properties in the La₂O₃-doped BaTiO₃ system

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effect of La₂O₃ addition on the crystalline phase, microstructure, and dielectric properties of BaTiO₃ has been studied as a function of the amounts of La₂O₃. 0.3 mol% TiO₂-excess BaTiO₃ powder was synthesized by solid-state reaction, and then the powder compacts with various amounts of La₂O₃ were sintered at 1250℃ for 2 hours. Room temperature XRD showed changes in the lattice parameters and a decrease of tetragonality (c/a) as the amounts of La₂O₃ increased. It can be explained that the phase transition from tetragonal to cubic phase occurred because La³⁺ replaced Ba²⁺ site, which increased the instability of the tetragonal phase. As La₂O₃ was added over 0.1 mol%, the critical driving force for growth (Δg_c) increased over maximum driving force (Δg_max). As the result, the grain size decreased with La₂O₃ addition. Dielectric constant decreased as the amounts of La₂O₃ increased, which was analyzed with crystal structure and microstructure.

국문 초록 (Abstract)

La₂O₃ 첨가량에 따른 결정상 및 미세구조 변화와 유전특성과의 상관관계에 대해 연구하였다. 고상반응법을 이용해 합성된 0.3 mol% TiO₂ 과잉 BaTiO₃ 분말에 대해 La₂O₃ 첨가량을 다르게 첨가하여 1250℃에서 2시간 동안 소결되었다. 상온에서 측정된 XRD는 La₂O₃ 첨가량이 증가함에 따라 lattice parameter가 변화하였고, 정방정비가 감소하였다. 이는 La³⁺가 Ba²⁺ 자리에 치환되어 정방정상의 불안정성을 높여 입방정상으로 상전이 된 것으로 설명할 수 있다. La₂O₃ 첨가량이 증가할 때, 임계입자성장구동력(Δg_c)이 최대 입자성장구동력 (Δg_max)보다 높아져, 입자크기와 밀도가 감소하였다. 유전상수는 La₂O₃가 증가함에 따라 감소하였는데, 이를 결정상 및 미세구조의 변화에 대한 효과로 분석하였다.